CN110457928B - 基于区块链的医企协作互联网医院数据安全保障方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于区块链的医企协作互联网医院数据安全保障方法，包括如下步骤：S1，用户在终端注册并且在权威机构完成实名认证；S2，认证成功以后用户终端生成密钥对；S3，获取用户数据的企业节点将用户公钥和用户认证信息写入区块链，医院节点可以访问到区块链上用户认证信息和公钥；S4，医院节点将该用户的医疗数据用公钥进行加密，传输到区块链网络；该用户发生新的医疗数据更新，同时在医院节点通过公钥进行加密操作，S5，用户通过获取用户数据的企业节点到区块链网络中任一区块链节点获取自己的医疗数据。

Description

基于区块链的医企协作互联网医院数据安全保障方法
技术领域
本发明涉及区块链安全领域，尤其涉及一种基于区块链的医企协作互联网医院数据安全保障方法。
背景技术
区块链作为数据协同一致性的重要工具，为大多数医院企业所应用，而且实现了合作开办互联网医院的最终目标，但是在相应企业和医院形成互联网医院之后数据安全如何保障，而且对于互联网医院中用户的身份信息如何确认，确认之后如何将用户数据信息进行安全访问，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于区块链的医企协作互联网医院数据安全保障方法。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于区块链的医企协作互联网医院数据安全保障方法，包括如下步骤：
S1，用户在终端注册并且在权威机构完成实名认证；
S2，认证成功以后用户终端生成密钥对；
S3，获取用户数据的企业节点将用户公钥和用户认证信息写入区块链，医院节点可以访问到区块链上用户认证信息和公钥；
S4，医院节点将该用户的医疗数据用公钥进行加密，传输到区块链网络；该用户发生新的医疗数据更新，同时在医院节点通过公钥进行加密操作，
S5，用户通过获取用户数据的企业节点到区块链网络中任一区块链节点获取自己的医疗数据。
优选的，所述S1包括：
S1-1，用户的身份认证通过摄像或者指纹识别、ID射频采集装置进行身份识别，如果通过摄像或者ID射频采集装置以及指纹识别后，与数据库中预存信息不一致，则进行记录，并发送到监管节点，
S1-2，生成用户的电子病历，电子病历形成用户私钥、数据交互使用的公钥、用户数字签名；其中，对用户就医产生的原始数据加密得到相应hash值；数字签名为用户自身的私钥对电子病历加密后得到的加密数据。
优选的，所述S1还包括：
S1-3，构造区块链的访问权限；
进行获取用户数据的企业节点的选取工作，获取用户数据的企业节点获取用户电子病历，同时对用户数据进行公钥校验，验证每个用户电子病历是否合法：使用公钥进行解密，
调用用户数据的医院节点的收到电子病历后，对公钥进行认证操作，如果公钥和认证信息不一致，数据不能调用；如果认证信息一致进入S1-4；
S1-4，通过用户公钥对电子病历的数字签名进行解密，如果数字签名与数据库预存信息不一致，则数据不能调用；如果认证信息一致进入S1-5；
S1-5，使用用户公钥进行解密之后，如果认证信息全部一致，则用户电子病历的数据能够显示，如果认证信息全部不一致，则发送到监管节点，且不显示相应用户电子病历的数据。
优选的，所述S2包括：
经过第三方认证接口认证成功之后，为该用户生成密钥对，该密钥对包括，该用户进行身份认证识别的私钥，以及进行医院区块链数据访问使用的公钥；当通过公钥进行认证成功后，将认证成功信息发送到区块链节点中的获取用户数据的企业节点。
优选的，所述S3包括：
获取用户数据的企业节点和医院节点同时由监管节点进行实时数据监测，发现异常网络访问或者网络攻击时，进行网络数据监控和管理。
优选的，所述S4包括：
S4-1，以用户电子病历Sick，计算用户电子病历密钥KSick＝Hash(Sick)；
输入加密参数μ，形成随机密钥KSick＝Hash(Sick)*μ；
S4-2，计算用户电子病历签名公钥，先选取随机数
Figure BDA0002169498500000031
Figure BDA0002169498500000032
为y阶素数的乘法群，产生双线性群S＝(G,G1,Gs,q,p,KSick,Kpub)，q为正整数，p为群G1的非零元素，Gs为均匀随机选取的生成元素，用户根据医院节点和获取用户数据的企业节点生成相应的双线性群，从群G中获取加密元素Kpub，从双线性群S中选取公钥元素K。
优选的，所述S4还包括：
S4-3，每个用户进行身份认证后，生成独特的数字签名电子病历公钥，并将电子病历公钥进行签名和发送到每个区块链节点，根据随机数x随机选取
Figure BDA0002169498500000036
中的元素，生成密钥封装机制的公钥对{Kd,Ke}，其中Kd和Ke是用户电子病历公钥选取元素；进行随机公钥生成过程；
S4-4，对Kd和Ke进行签名，得到数字签名证书
Figure BDA0002169498500000033
其中第一随机数r和第二随机数m的认证矩阵
Figure BDA0002169498500000034
中形成第一验证标识u1和第二验证标识u2，通过平衡参数k进行认证校对；
S4-5，根据聚合密文
Figure BDA0002169498500000035
对数字签名证书进行验证δ，其中，I和J为正整数，ei,j为加密密钥形成参数，通过i和j的依次递增进行聚合密文的依次调整，vi,j为i行j列的密文矩阵；将用户电子病历公钥封装并验证；将用户电子病历的随机密钥KSick与医院节点访问公钥哈希值进行比较：如果匹配一直，则验证通过；否则，输出终止符⊥。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
该方法通过生成算法密钥对加密过程后，保证数据安全，并且通过区块链进行数据协同一致以及防止篡改的特性，实现了区块链网络数据同步，并且在医院和企业之间能够实时调用数据，并且在相应的终端实现数据解密，实现认证用户的数据安全防护，并且保障相应终端获取数据防篡改。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明总体示意图；
图2是本发明工作流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1和2所示，本发明的工作方法，包括：
S1，用户在终端注册并且在权威机构完成实名认证；
通过智能终端进行用户注册操作，通过第三方认证接口进行用户认证操作；核对用户的基本信息，例如；姓名、年龄、民族、血型、就医诊断病例、身份证号码、性别等信息；第三方认证接口为网信接口或者医药数据接口；
S2，认证成功以后用户终端生成密钥对；
经过第三方认证接口认证成功之后，为该用户生成密钥对，该密钥对包括，该用户进行身份认证识别的私钥，以及进行医院区块链数据访问使用的公钥；当通过公钥进行认证成功后，将认证成功信息发送到区块链节点中的获取用户数据的企业节点；
S3，获取用户数据的企业节点将用户公钥和用户认证信息写入区块链，医院节点可以访问到区块链上用户认证信息和公钥；获取用户数据的企业节点和医院节点同时由监管节点进行实时数据监测，发现异常网络访问或者网络攻击时，进行网络数据监控和管理；
S4，医院节点将该用户的医疗数据用公钥进行加密，传输到区块链网络；该用户发生新的医疗数据更新，同时在医院节点通过公钥进行加密操作，
S5，用户通过获取用户数据的企业节点到区块链网络中任一区块链节点获取自己的医疗数据。
获取用户数据的企业节点对医疗数据中用户注册信息进行认证，其中，每一个医院代表网络中的一个节点，用户在区块链节点上注册，生成的注册信息保存在注册节点的数据库中；
S1-1，用户的身份认证通过摄像或者指纹识别、ID射频采集装置进行身份识别，如果通过摄像或者ID射频采集装置以及指纹识别后，与数据库中预存信息不一致，则进行记录，并发送到监管节点，
S1-2，生成用户的电子病历，电子病历形成用户私钥、数据交互使用的公钥、用户数字签名；其中，对用户就医产生的原始数据加密得到相应hash值；数字签名为用户自身的私钥对电子病历加密后得到的加密数据；
S1-3，构造区块链的访问权限；
进行获取用户数据的企业节点的选取工作，获取用户数据的企业节点获取用户电子病历，同时对用户数据进行公钥校验，验证每个用户电子病历是否合法：使用公钥进行解密，
调用用户数据的医院节点的收到电子病历后，对公钥进行认证操作，如果公钥和认证信息不一致，数据不能调用；如果认证信息一致进入S1-4；
S1-4，通过用户公钥对电子病历的数字签名进行解密，如果数字签名与数据库预存信息不一致，则数据不能调用；如果认证信息一致进入S1-5；
S1-5，使用用户公钥进行解密之后，如果认证信息全部一致，则用户电子病历的数据能够显示，如果认证信息全部不一致，则发送到监管节点，且不显示相应用户电子病历的数据。
所述S4公钥加密方法包括：
S4-1，以用户电子病历Sick，计算用户电子病历密钥KSick＝Hash(Sick)；
输入加密参数μ，形成随机密钥KSick＝Hash(Sick)*μ；
S4-2，计算用户电子病历签名公钥，先选取随机数
Figure BDA0002169498500000061
Figure BDA0002169498500000062
为y阶素数的乘法群，产生双线性群S＝(G,G1,Gs,q,p,KSick,Kpub)，q为正整数，p为群G1的非零元素，Gs为均匀随机选取的生成元素，用户根据医院节点和获取用户数据的企业节点生成相应的双线性群，从群G中获取加密元素Kpub，从双线性群S中选取公钥元素K，
S4-3，每个用户进行身份认证后，生成独特的数字签名电子病历公钥，并将电子病历公钥进行签名和发送到每个区块链节点，根据随机数x随机选取
Figure BDA0002169498500000063
中的元素，生成密钥封装机制的公钥对{Kd,Ke}，其中Kd和Ke是用户电子病历公钥选取元素；进行随机公钥生成过程；
S4-4，对Kd和Ke进行签名，得到数字签名证书
Figure BDA0002169498500000064
其中第一随机数r和第二随机数m的认证矩阵
Figure BDA0002169498500000065
中形成第一验证标识u1和第二验证标识u2，通过平衡参数k进行认证校对；
S4-5，根据聚合密文
Figure BDA0002169498500000066
对数字签名证书δ进行验证，其中，I和J为正整数，ei,j为加密密钥形成参数，通过i和j的依次递增进行聚合密文的依次调整，vi,j为i行j列的密文矩阵；将用户电子病历公钥封装并验证；将用户电子病历的随机密钥KSick与医院节点访问公钥哈希值进行比较：如果匹配一直，则验证通过；否则，输出终止符⊥。
在企业节点和医院节点同时访问用户电子病历数据时，通过公钥加密封装方法对访问数据进行加密操作，并同时在区块链的每个节点同时知晓，当获取用户数据的企业节点访问相应用户电子病历时，在进行相应的解密操作。
其中，用户私钥通过现有技术实现，形成哈希值加密之后进行相应的解密工作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于区块链的医企协作互联网医院数据安全保障方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，用户在终端注册并且在权威机构完成实名认证；
S2，认证成功以后用户终端生成密钥对；
S3，获取用户数据的企业节点将用户公钥和用户认证信息写入区块链，医院节点可以访问到区块链上用户认证信息和公钥；
S4，医院节点将该用户的医疗数据用公钥进行加密，传输到区块链网络；该用户发生新的医疗数据更新，同时在医院节点通过公钥进行加密操作，
所述S4包括：
S4-1，以用户电子病历Sick，计算用户电子病历密钥KSick＝Hash(Sick)；
输入加密参数μ，形成随机密钥KSick＝Hash(Sick)*μ；
S4-2，计算用户电子病历签名公钥，先选取随机数
Figure FDA0002758201510000011
Figure FDA0002758201510000012
为y阶素数的乘法群，产生双线性群S＝(G,G1,Gs,q,p,KSick,Kpub)，q为正整数，p为群G1的非零元素，Gs为均匀随机选取的生成元素，用户根据医院节点和获取用户数据的企业节点生成相应的双线性群，从群G中获取加密元素Kpub，从双线性群S中选取公钥元素K；
S5，用户通过获取用户数据的企业节点到区块链网络中任一区块链节点获取自己的医疗数据。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的医企协作互联网医院数据安全保障方法，其特征在于，所述S1包括：
S1-1，用户的身份认证通过摄像或者指纹识别、ID射频采集装置进行身份识别，如果通过摄像或者ID射频采集装置以及指纹识别后，与数据库中预存信息不一致，则进行记录，并发送到监管节点，
S1-2，生成用户的电子病历，电子病历形成用户私钥、数据交互使用的公钥、用户数字签名；其中，对用户就医产生的原始数据加密得到相应hash值；数字签名为用户自身的私钥对电子病历加密后得到的加密数据。
3.根据权利要求2所述的基于区块链的医企协作互联网医院数据安全保障方法，其特征在于，所述S1还包括：
S1-3，构造区块链的访问权限；
进行获取用户数据的企业节点的选取工作，获取用户数据的企业节点获取用户电子病历，同时对用户数据进行公钥校验，验证每个用户电子病历是否合法：使用公钥进行解密，
调用用户数据的医院节点的收到电子病历后，对公钥进行认证操作，如果公钥和认证信息不一致，数据不能调用；如果认证信息一致进入S1-4；
S1-4，通过用户公钥对电子病历的数字签名进行解密，如果数字签名与数据库预存信息不一致，则数据不能调用；如果认证信息一致进入S1-5；
S1-5，使用用户公钥进行解密之后，如果认证信息全部一致，则用户电子病历的数据能够显示，如果认证信息全部不一致，则发送到监管节点，且不显示相应用户电子病历的数据。
4.根据权利要求1所述的基于区块链的医企协作互联网医院数据安全保障方法，其特征在于，所述S2包括：
经过第三方认证接口认证成功之后，为该用户生成密钥对，该密钥对包括，该用户进行身份认证识别的私钥，以及进行医院区块链数据访问使用的公钥；当通过公钥进行认证成功后，将认证成功信息发送到区块链节点中的获取用户数据的企业节点。
5.根据权利要求1所述的基于区块链的医企协作互联网医院数据安全保障方法，其特征在于，所述S3包括：
获取用户数据的企业节点和医院节点同时由监管节点进行实时数据监测，发现异常网络访问或者网络攻击时，进行网络数据监控和管理。
6.根据权利要求1所述的基于区块链的医企协作互联网医院数据安全保障方法，其特征在于，所述S4还包括：
S4-3，每个用户进行身份认证后，生成独特的数字签名电子病历公钥，并将电子病历公钥进行签名和发送到每个区块链节点，根据随机数x随机选取
Figure FDA0002758201510000031
中的元素，生成密钥封装机制的公钥对{Kd,Ke}，其中Kd和Ke是用户电子病历公钥选取元素；进行随机公钥生成过程；
S4-4，对Kd和Ke进行签名，得到数字签名证书
Figure FDA0002758201510000032
其中第一随机数r和第二随机数m的认证矩阵
Figure FDA0002758201510000033
中形成第一验证标识u1和第二验证标识u2，通过平衡参数k进行认证校对；
S4-5，根据聚合密文
Figure FDA0002758201510000034
对数字签名证书进行验证δ，其中，I和J为正整数，ei,j为加密密钥形成参数，通过i和j的依次递增进行聚合密文的依次调整，vi,j为i行j列的密文矩阵；将用户电子病历公钥封装并验证；将用户电子病历的随机密钥KSick与医院节点访问公钥哈希值进行比较：如果匹配一直，则验证通过；否则，输出终止符⊥。
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